김치 유산균, 악조건에서 끝까지 살아남는 비밀 세계 첫 규명

김치 속 유익한 유산균이 열이 나는 등의 발효 환경에서도 살아남는 비밀이 처음 밝혀졌다. 세계김치연구소(소장 장해춘)는 김치기능성 연구단 연구팀(이세희 박사)이 자체 개발한 김치종균 3종(WiKim32, WiKim33, WiKim0121)이 김치 발효 환경에서 생존하고 우점균으로 자리잡는 생물학적 기전을 세계 최초로 규명했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 치 발효 초기 단계에서 종균이 경쟁 유산균을 제치고 생태계를 선점하는 과정을 유전체, 전사체, 대사체 등 멀티오믹스(Multi-omics) 기반 통합 분석을 통해 실증했다. 이세희 박사는 "고기능성 종균의 선발과 평가에서 학적 기준을 정립하는 데 의미 있는 진전을 이뤘다"고 자평했다. 연구 결과, 위킴(WiKim) 종균은 포도당, 과당뿐만 아니라 라피노스, 갈락토스, 락토스 등 다양한 탄수화물을 효율적으로 대사할 수 있는 유전적 특이성을 갖춘데다 발효 초기에 빠른 에너지(ATP) 생성으로 생존 경쟁에서 우위를 확보하는 것으로 나타났다. 저온과 산성이라는 발효 환경 스트레스 조건에서도 특이 유전자 발현을 통해, 뛰어난 생존력과 군집 형성 능력을 발휘하는 것으로 분석됐다. 이는 김치 발효 전 과정에서 품질의 균일성과 안전성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있음을 시사한다. 이세희 박사는 "이 때문에 김치 수출 등 장기간 운송에도 극악한 발효환경에서 유익 유산균이 생존하는 것"이라며 "김치산업에서 종균 선발과 활용 과정에서 객관성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 과학적 기반이 마련됐다"고 덧붙였다. 실제 위킴 종균(WiKim0121)은 농림축산식품부가 주관하는 '김치종균 보급사업'을 통해 전국 94개소 김치제조업체에 총 28.8톤이 공급됐다. 현재 국내 유통은 물론 수출용 김치 생산 현장에서도 실질적으로 활용 중이다. 박해웅 첨단융합연구본부장은 “우점 유전자 존재 여부를 조기에 판별할 수 있는 과학적 기준을 제시했다는 점에서 중요한 진전”이라며, “앞으로도 김치 발효의 원리를 지속적으로 구명해 김치산업의 고도화와 글로벌 시장 진출을 견인할 수 있는 연구개발을 이어갈 것"이라고 밝혔다. 연구 결과는 식품과학기술 분야 상위 10% 국제 학술지 '엔피제이 사이언스 오브 푸드(npj Science of Food)'4월호에 게재됐다.